Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli bir benzin motorunda supap kalkma miktarının yanma ve performansa etkilerinin incelenmesi


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2014

Öğrenci: AHMET UYUMAZ

Danışman: CAN ÇINAR

Özet:

Homojen dolgulu sıkıştırma ile ateşlemeli motorların düşük yüklerde ateşlenememe yüksek yüklerde vuruntu problemleri bulunmaktadır. Fakat HCCI yanması daha fakir karışımlarla gerçekleşebilmekte ve yüksek ısıl verim elde edilebilmektedir. Bu çalışmada tek silindirli, dört zamanlı, buji ile ateşlemeli bir motorun HCCI moduna dönüşümü gerçekleştirilmiştir. Motorun HCCI dönüşümü için farklı supap kalkma miktarına sahip bir değişken supap mekanizması tasarlanarak imal edilmiştir. Farklı supap kalkma miktarı (5,5, 3,5 ve 2 mm) emme havası giriş sıcaklığı (20°C-120°C) ve lambda değerleri için (λ=0,5-2) HCCI çalışma aralığı belirlenmiştir. Deney motoru farklı emme havası giriş sıcaklığı ve lambda değerlerinde 800-1900 1/min motor hızları arasında HCCI yanma modunda çalıştırılmıştır. Silindir içi basınç, ısı dağılımı, indike ortalama efektif basınç, çevrimsel farklılıklar, motor performansı ve egzoz emisyonlarının değişimi tam yükte incelenmiştir. HCCI yanmasını sınırlayan ateşlenememe, kısmi yanma ve vuruntu bölgeleri belirlenmiştir. Emme havası giriş sıcaklığının arttırılması HCCI motorun daha fakir karışımlarla çalışmasına müsaade etmiştir. Supap kalkma miktarının azaltılması ile silindirde tutulan art egzoz gazı miktarı artış göstermiştir. Sonuçta HCCI çalışma aralığının ateşlenememe ve vuruntu sınırlarında genişleme görülmüştür. Stokiyometrik karışım oranında yapılan deneylerde 1000 1/min motor hızında EM 3,5-EG 3,5 supap mekanizması ile EM 5,5-EG 3,5 supap mekanizmasına göre HC emisyonları % 53,8, CO emisyonları % 8,2 azalmıştır. 1000 1/min motor hızında stokiyometrik oranda 100°C sabit emme havası giriş sıcaklığında en düşük motor momenti EM 5,5-EG 2 ile elde edilmiştir. EM 5,5-EG 3,5 supap mekaniması ile motor momenti EM 3,5-EG 3,5 supap mekanizmasına göre % 9,5 azalmıştır.